基于MRAS永磁同步電機無速度傳感器控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁同步電機(PMSM)憑借著高工作效率、高功率因數、體積小、結構相對簡單、能可靠穩(wěn)定運行以及維護便利等突出的特點，在電力傳動、伺服控制系統(tǒng)領域中被應用的越來越廣泛。采用矢量控制來對永磁同步電機進行調速，不僅可以使控制系統(tǒng)的結構得到簡化，還可以提高速度的調節(jié)精度以及改善系統(tǒng)的控制性能。為了使PMSM矢量控制系統(tǒng)獲得高精度、高性能的轉速控制，需要對電機轉子速度和位置信號進行實時檢測，傳統(tǒng)的方法是將速度傳感器安裝在PMSM轉子軸上來進行檢測

2、，從而實現(xiàn)速度閉環(huán)控制來改善調速性能。然而安裝速度傳感器不僅會加大系統(tǒng)的成本開銷以及使系統(tǒng)更加復雜，而且還易受環(huán)境因素的影響從而降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。針對以上安裝速度傳感器給系統(tǒng)帶來的弊端，本文選用面貼式PMSM為研究對象，系統(tǒng)采用基于模型參考自適應(MRAS)的轉速辨識算法代替速度傳感器來實時估算電機轉子實際速度和位置信息，設計了基于MRAS的PMSM無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。
　　首先，論文對永磁同步電機常用的控制方法以及

3、國內外常用的無速度傳感器轉速辨識算法進行了簡要介紹。根據坐標變換原理，建立永磁同步電機在三種不同坐標系下的數學模型，并以PMSM矢量控制為基礎引出了基于轉子磁場定向的PMSM電流環(huán)和速度環(huán)雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)，利用Simulink搭建系統(tǒng)的仿真模型進行仿真分析，結果驗證了系統(tǒng)的可行性與可靠性。
　　接著，論文對模型參考自適應理論作了相關介紹，并將該理論應用到PMSM無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)中，利用波波夫超穩(wěn)定性理論推導出了基于標準型

4、MRAS的轉速辨識算法。此外，針對電機參數定子電阻的變化會降低基于標準型MRAS轉速辨識算法的估算精度，提出了相應的改進辦法，設計了一種能同時辨識電機轉速和定子電阻的改進型MRAS轉速辨識算法。以上述雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)為基礎，分別建立了兩種轉速辨識算法的PMSM無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)，并利用Simulink搭建兩系統(tǒng)的仿真模型進行仿真分析。
　　最后，搭建PMSM驅動控制實驗平臺對基于MRAS的PMSM無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進